Nimble系列

筆者剛剛得知這個消息的時候，內心里其實是拒絕的。什么？一堆普通的HDD加上寥寥的3塊SSD做讀加速，就可以在全隨機的情況下趕超全部由SSD組成的全閃存陣列的性能？

不過后來深入了解了其實現(xiàn)原理，筆者只能說：至于你信不信，反正我信了！

采用NVDimm和硬盤順序化布局技術，全面優(yōu)化寫性能

對于傳統(tǒng)混合陣列而言，有兩個隨機寫的瓶頸點一直沒有得到有效的解決：

HDD的隨機寫入性能有限（最好的HDD隨機性能只有200IOPS/塊，時延6ms以上），無法很快的將DRAM的數據下刷到HDD，導致DRAM很快被寫滿。一旦DRAM被寫滿，那存儲系統(tǒng)的性能完全則受限于硬盤的數量。但即使加再多HDD提升IOPS，也仍然無法提升時延的表現(xiàn)；

快照、重刪、壓縮等已經是當前存儲界的標準軟件功能，但絕大多數傳統(tǒng)陣列開啟重刪、壓縮功能時，都會嚴重的影響業(yè)務性能表現(xiàn)。部分產品開啟這些高級功能后，甚至會衰減60%以上的性能，結果是這些炫目的企業(yè)級高級功能只可遠觀不可褻玩焉，實在是令人痛心！

Nimble針對這個痛點，創(chuàng)新型的實現(xiàn)了HDD的隨機寫入順序化技術（Sequential Layout，以下簡稱SL），可以使得每塊HDD的性能表現(xiàn)由隨機的200IOPS飆升到數萬，提升足足100倍之多，如果說DRAM是一個水池，以往的HDD是一根又一根的小水管的話，那使用SL技術的HDD就變成了比以往粗100倍的大水管，可以非?？焖俚膶RAM的數據寫入到后端，從而避免了DRAM被寫滿。因此，SL結合NVDimm技術，使得Nimble混合存儲的隨機寫入可以達成全閃存的性能及時延。

同時，Nimble的重刪、壓縮、快照等高級功能都是由額外專屬的CPU和DRAM在存儲內部進行，無需占用對前端服務器提供性能的DRAM和CPU資源，因此，Nimble可以做到開啟重刪、壓縮等功能，性能零衰減！

采用熱點數據智能表技術，全面提升讀性能

同樣的，對于傳統(tǒng)混合陣列而言，隨機讀的瓶頸點也一直沒有得到有效的解決：如上所述，HDD的隨機讀寫性能有限，因此絕大多數廠商提供了SSD Cache二級緩存技術，以求提升讀的性能。但是無奈，大部分的SSD Cache設計原理是這樣的：將新數據直接寫入普通HDD介質，待某數據被連續(xù)訪問若干次后，以數小時至一天為單位將此數據提升到SSD Cache，以提升讀性能。

此方法看似美好，但存在一個致命的問題，就是機器學習是有滯后性的！現(xiàn)在這個時代熱點數據幾乎幾小時一變，被動的響應已經無法滿足業(yè)務的需求，實際統(tǒng)計來看，即使業(yè)內領先的SSD Cache技術的命中率，也不過30%而已，我們需要一個可以第一時間以更高命中率響應最新熱點的存儲技術！

Nimble針對這個痛點，創(chuàng)新型的實現(xiàn)了數據熱度表技術。與傳統(tǒng)陣列認為所有新數據都是冷數據，等待冷數據慢慢變熱不同，Nimble在向后端HDD刷新數據的同時，根據用戶選擇將20%~100%的新數據全部同步寫入SSD Cache，然后根據數據的冷熱不同，將冷數據慢慢剔除。實際統(tǒng)計來看，Nimble的SSD Cache技術顯著的提升了命中率至少一倍。

綜上，Nimble采用CASL技術后，顯著的提升了混合陣列的讀寫性能，并大幅降低了時延，綜合表現(xiàn)，Nimble的混合存儲時延可以達成和全閃存媲美的0.5ms！

有興趣的小伙伴們，不妨感受一下Nimble性能小怪獸的速度與激情……

Nimble性能怪獸擁有“快、穩(wěn)、簡、智”四大神技，本期我們對“快”字神技進行了深入解讀，下期我們將帶來Nimble“穩(wěn)”字神技的解讀，敬請期待……

zhangnn